14-15/1988 - Ministerio de Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente

SANEAMIENTO Y DEPURACION
DE AGUAS
RESIDUALES EN
^
PEQUENOS NUCLEOS RURALES
PRINCIPADO DE ASTURIAS
^,^^^^ ^ ^ ^„^>r, ^„«„„^w .
CONSEIERIA DE LA PRESIDENCIA
AGENCIA DE ^1ED10 A\161ENTE
MMISTERI+O Q^ AG^1^U1.?l1Ft^# ^ESC^1 li^ ALIM^^ITA+CM4N «^^ít^^
INDICE
Págs.
PRESENTAC ^ ON ..................................................................................................................................
3
L INTRODUCCION ............................. ............................................................................................
3
SANEAMIENTO .............................................................................................................................
4
Su función ................................................................................................................................
Sistemas unitario y separativo ..............................................................................................
Tipos de redes .........................................................................................................................
4
4
6
Caso 1 .........................................................................................................................
Caso [I ........................ ...............................................................................................
Caso III ......................................................................................................................
Caso IV ......................................................................................................................
O[ros casos ................................................................................................................
7
8
8
9
9
Elementos que cons[ituyen los sistemas de saneamiento ..................................................
9
2.
2.1.
2.2.
2.3.
2.3.I.
2.3.2.
2.3.3.
2.3.4.
2.3.5.
2.4.
2.4.1.
2.4.2.
2.4.3.
2.4.4.
2.4.5.
2.4.6.
2.4.7.
3.
Sifones ........................................................................................................................
Bombeos .....................................................................................................................
Acome[idas domiciliarias .. .......................................................................................
Sumideros ...................................................................................................................
15
16
18
19
19
Planteamiento del problema ........... .......................................................................................
Características de las aguas residuales domésticas ....... .....................................................
Limitaciones a los vertidos en la red ...... .............................................................................
Indicadores ..... .........................................................................................................................
Población equivalente .............................................................................................................
Tratamientos de las aguas residuales .... ...............................................................................
Evacuación de efluen[es ............... ..........................................................................................
Elementos que consti[uyen los sistemas de depuración ........ .............................................
19
20
21
21
22
22
25
26
Rejillas ................ ......................................................................................................
Separadores de grasas' ............................................................................................
Areneros ......... ..........................................................................................................
Fosas sép[icas ... ......................................................................................................
Tanques decantadores-digestores ....... ...................................................................
Filtros biológicos .....................................................................................................
Fangos activados .... ................................................................................................
Sistemas de infiltración en el terreno ....... ............................................................
Zanjas filtrantes . .....................................................................................................
Pozos filtrantes ......................................................................................................
26
27
28
28
31
33
34
37
37
37
Propues[a de soluciones ........................ .................................................................................
39
Pequeños núcleos rurales . ........................................................................................
Saneamiento individual ........ .....................................................................................
39
40
CONSIDERACIONES PARTICULARES SOBRE EL PROBLEMA DE LOS VERTIDOS
DE ESTABULACION .............................................................................................................
41
Planteamiento del problema ..................................................................................................
Tipos de estercoleros ..............................................................................................................
Problemas de la depuración de vertidos de estabulación ..................................................
Propuesta de ac[uación ..........................................................................................................
41
41
44
44
Estercoleros ................................................................................................................
Depuración individual de efluen[es de estabulación .............................................
Vertidos de es[abulación a la red de saneamiento ...............................................
45
45
46
COSTES DE SANEAMIENTO Y DEPURACION ..................................................................
46
Costes de saneamien[o ...........................................................................................................
Costes de depuración .............................................................................................................
Ejemplos ..................................................................................................................................
46
47
49
Ejemplo n.° 1 .............................................................................................................
Ejemplo n.° 2 .............................................................................................................
49
54
3.8.1.
3.8.2.
3.8.3.
3.8.4.
3.8.5.
3.8.6.
3.8.7.
3.8.8.
3.8.9.
3.8.10.
3.9.
3.9.1.
3.9.2.
4.1.
4.2.
4.3.
4.4.
4.4.1.
4.4.2.
4.4.3.
5.
9
13
14
DEPURACION DE LAS AGUAS RES[DUALES ..... ..............................................................
3.1.
3.2.
3.3.
3.4.
3.5.
3.6.
3.7.
3.8.
4.
Conducciones ............................................................................................................
Pozos de registro ......................................................................................................
Cámaras de descarga ...............................................................................................
5.1.
5.2.
5.3.
5.3.1.
5.3.2.
SANEAMIENTO Y DEPURACION DE AGUAS
RESIDUALES EN PEQUEÑOS NUCLEOS
RURALES
PRESENTACION
Tras la edición por parte de la Agencia de Medio Ambiente
del Principado de Asturias del folleto «Manual de saneamiento
i^ depuración en e/ medio rural de Asturias», el Servicio de
Extensión Agraria decidió dar los pasos oportunos para la
edición de parte de la obra citada co^no Hoja Divulgadora.
Las facilidades dadas por la Agencia de Medio Ambiente
asturiana han permitido que hoy vea la luz esta interesante
Hoja Divulgadora.
Desde aquí querernos hacer público nuestro agradecirniento a
dicha institución, que con su disposición inicia un rnodelo de
colaboración que sin duda ha de aplicarse en el futuro.
1.
INTRODUCCION
En el enfoque integral del problema de la salud pública, que
debe animar las acciones que en este campo se acometen en una
sociedad avanzada, cobra especial relevancia la atención a los
sistemas de recogida y eliminación de aguas residuales, ya que
a este respecto existen unas graves deficiencias en la mayoría de
los pequeños núcleos rurales del territorio nacional.
Es indudable que cualquier intento de mejora de las condiciones de saneamiento de los núcleos rurales debe afrontarse dentro
del marco de las técnicas elaboradas por los diversos organismos implicados en este asunto.
3
La legislación aplicable a los sistemas de recogida, depuración y evacuación de las aguas residuales de pequeños núcleos
rurales se concretan en las disposiciones siguientes:
- Ley de Aguas (Ley 29/1985, de 2 de agosto, publicada en
el «B. O. E.» de 8 de agosto de 1985).
- Real Decreto 849/ 1986 que aprueba el Reglamento del
Dominio Público Hidráulico.
- La legislación de la CEE en lo referente a los niveles de
calidad de las aguas continentales.
- Las disposiciones que a este respecto se den en las
distintas Comunidades Autónomas.
2.
2.1 .
SANEAMIENTO
Su función
La función de un sistema de saneamiento es recoger las aguas
residuales y conducirlas al punto en que se produce su evacuación que debe estar precedido de una depuración. Es importante
aislar tales aguas del contacto humano para evitar molestias y
disminuir los riesgos de enfermedades.
2.2.
Sistemas unitario y separativo
El sistema separativo es una red de saneamiento por la que
circulan únicamente las aguas residuales, excluyéndose las pluviales; éstas últimas pueden ser recogidas por medio de otra red,
o bien permitir su escurrimiento por el sistema de drenaje
superficial (cunetas, riegas, regatos, etc.).
El sistema unitario es una red de saneamiento en la que
circulan aguas residuales y aguas de lluvia por las mismas
conducciones.
Los sistemas unitarios tienen el inconveniente de que obligan
a poner conducciones de mayores dimensiones, a la vez que
aumentan el caudal a tratar en la estación depuradora. En los
núcleos en que la proporción de viales que se encuentra asfalta4
'JL
da es pequeña, los sistemas unitarios tienen el inconveniente de
incorporar a la red de saneamiento grandes cantidades de
arrastres, originando atascos que pueden Ilegar a inutilizar
totalmente la red.
Fig. 2.--Sistema separativo sin recogida de aguas pluviales.
5
Es frecuente que en un núcleo que posea únicamente recogida
de aguas residuales se realicen trabajos de pavimentación que
exijan el establecimiento de un sistema de recogida de aguas
pluviales. En general, deberá evitarse la conexión del nuevo
sistema con el de aguas residuales, que normalmente no estará
diseñado para recibir tales caudales.
2.3.
Tipos de redes
Una red de saneamiento debe recoger las aguas residuales de
todas las edificaciones del núcleo y evacuarlas fuera del mismo.
Por lo general, estas aguas residuales se eliminan por vertido a
cursos de agua o por infiltración en el terreno. En cualquier caso
es necesario realizar una depuración previa.
De lo anterior se desprende que normalmente será necesario
reunir todas las aguas residuales en un solo punto para proceder
a su depuración. Una red de saneamiento es, por tanto, un traje
«a medida» que depende de una gran variedad de condicionantes.
6
Una cuestión importante es que en la red de saneamiento las
aguas deben circular por gravedad por efecto de la pendiente de
las conducciones y, salvo que sea imprescindible, debe evitarse
el bombeo de las aguas residuales.
El diseño de la red deberá ser coherente con las previsiones
del planeamiento vigente.
En lo sucesivo denominaremos colector a la conducción
principal que recoge las aguas de otras conducciones secundarias que denominaremos alcantarillas.
La cuestión que se plantea ahora es cómo proceder de forma
ordenada para diseñar la red de saneamiento de un núcleo. Para
ello distinguiremos varios casos:
2.3.1.
Caso I
Existe un punto bajo donde se puede realizar la recogida de
todas las aguas residuales para proceder a su depuración y
posterior vertido a un curso de agua o alternativamente a su
infiltración en el terreno. Este es el caso más frecuente, y en él
procederemos del siguiente modo:
Fig. 4.-Sobrexcavación por contrapendiente.
- Se traza un colector que una el punto de reunión final
(punto más bajo) con el más alto del núcleo, de forma que
7
discurra siempre con pendiente hacia el punto final. Debe procurarse aprovechar los viales y recoger las aguas del mayor
número posible de viviendas. Cuando la pendiente de un vial sea
contraria a la de la conducción, se profundiza la excavación
hasta conseguir la pendiente adecuada. Salvo que sea imprescindible, no es recomendable superar los cuatro metros de profundidad de zanja.
- Una vez trazado el colector principal se determinan las
zonas del núcleo que han quedado sin servicio. En tales zonas
se procede a diseñar alcantarillas que recojan las aguas residuales y las conduzcan a] colector principal.
- Seguidamente se delimitan las zonas que han quedado sin
servicio, y para cada una de ellas se procede al diseño de una red
que recoja las aguas en el punto más bajo de la zona. A
continuación se diseña una conducción desde el citado punto
hasta el más cercano, que esté más bajo, de la red previamente
diseñada.
- Una vez realizado el diseño de la red, de forma que todas
las edificaciones tengan servicio, debe repasarse cuidadosamente
toda la red para intentar reducir la longitud de las conducciones
y la incidencia sobre bienes y servicios.
2.3.2.
Caso II
Resulta imposible, o muy oneroso, reunir todas las aguas
residuales en un solo punto bajo, por causa de barreras topográficas.
En este caso habrá que optar entre diseñar varias redes de
saneamiento totalmente independientes o proyectar una solución
que las reúna (bombeo, túnel, etc.).
2.3.3.
Caso III
Existe una gran dispersión de ]a edificación.
En este caso habrá que optar por diseñar diversos subsistemas que agrupen la mayor parte de la población, dentro de unos
límites razonables; para las viviendas aisladas se recurre a
soluciones individuales.
8
2.3.4.
Caso I V
Existe un punto bajo en que se pueden reunir las aguas
residuales y proceder a su depuración, pero no existen posibilidades de evacuación del efluente por vertido o infiltración.
En este caso habrá que proceder a bombear las aguas residuales hasta una nueva ubicación de la depuradora, o bombear
las aguas depuradas hasta el punto de posible evacuación más
próximo.
2.3.5.
Otros casos
Podrían presentarse muchos otros casos, incluso casos mixtos en que distintas zonas del mismo núcleo requieran soluciones
diferentes; no obstante, puede considerarse que las excepciones
al procedimiento general descrito en el Apartado 2.3.1. son
escasas y deben considerarse de forma individualizada.
2.4.
Elementos que constituyen los sistemas de
saneamiento
Una red de saneamiento está formada por diversos elementos
que pasamos a describir a continuación. No se incluye el
dimensionamiento o los detalles constructivos de los distintos
elementos, que pueden consultarse en múltiples publicaciones.
En particular es recomendable consultar la Norma Tecnológica
de la Edificación ISA «Alcantarillado».
2.4.1.
Conducciones
Las conducciones suelen ser circulares, aunque para grandes
caudales se disponen ovoides; para el tamaño de núcleos que
nos ocupa serán normalmente circulares.
Las conducciones deben estar enterradas, con un recubrimiento mínimo por encima de la generatriz superior a 70 cm.
Podrán ser de hormigón, fibrocemento o plástico; se asentarán
siempre sobre una capa de arena bien compactada de ] 0 cm de
espesor, con el tipo de juntas que requiera cada tipo de material.
En el caso de que se atraviesen áreas sometidas a fuerte^,
y
Fig. 5.-Conducción cn zanja normal.
cargas la conducción debe protegerse. Lo más frecuente es
realizar un refuerzo de hormigón en masa que garantice un
espesor de 30 cm de hormigón sobre la generatriz superior de la
conducción.
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Fig. 6.-Conducción rcforzada con honnigón.
]0
^
^
a a
e ■
^L.
Las juntas deberán ser estancas, para lo cual se realizará una
prueba por tramo. Esta prueba se realizará ]lenando de agua
cada tramo y comprobando que no existen pérdidas durante un
período de media hora.
Las juntas de las tuberías de hormigón se han ejecutado
tradicionalmente con una rosca de mortero. Con este tipo de
junta es dificil conseguir una buena estanquidad, por lo que
deben evitarse este tipo de juntas si no se puede garantizar su
perfecta ejecución.
No se instalarán conducciones de diámetros menores de 30
cm. En el caso de pequeños núcleos rurales todas las conducciones serán normalmente de 30 cm de diámetro.
Las redes estarán formadas por tramos rectos y en los puntos
de entronque se instalará siempre un pozo de registro.
En general deben evitarse pendientes menores del cinco por
mil (5 %o) y mayores del treinta por mil (30 %o), pues las
pendientes muy bajas presentan problemas de sedimentaciones
y las muy altas originan velocidades excesivas que pueden
causar graves deterioros en las conducciones.
Fig. 7.-Pendientc muy pequeña,
MAL
Il
Debe procurarse que las conducciones queden a una cota tal
que todas las viviendas puedan desaguar en ellas, pero puede
ocurrir que instalaciones situadas en sótanos se vean obligadas
Fig. 8.-Pendiente adecuada,
BIEN
Fig. 9.-Pendiente excesiva,
MAL
a establecer un sistema de bombeo para poder acceder a la red
de saneamiento. En cualquier caso, las conducciones de saneamiento deberán estar siempre a una cota inferior a las conducciones de abastecimiento de agua.
12
Fig. 10.-Pendien[e adecuada,
BIEN
2.4.2.
Pozos de registro
Los pozos de registro cumplen las siguientes funciones:
- Limitan tramos rectos de conducción y permiten su limpieza.
Fig. 1 I.
Pozo de registro en cambio de dirección.
l3
- Permiten disminuir las pendientes en el caso de viales de
pendientes excesivas.
- Sirven para entroncar distintos colectores.
Las dimensiones de los pozos deben ser suficientes para
permitir libertad de movimiento a los empleados encargados de
su mantenimiento.
Deberán disponerse pozos de registro:
- En toda intersección de colectores.
- En el comienzo de un colector.
- En tramos rectos, al menos cada 50-70 m.
- En cambios de pendiente, sección, alineación o material
de la conducción.
Fig. 12.-Pozo de registro de colectores.
2.4.3.
Cámaras de descarga
Las cámaras de descarga automática tienen por misión asegurar la inyección en el colector, en forma brusca, de una cierta
cantidad de agua.
14
La descarga se realiza por medio de un sifón y ocurre cuando
el agua alcanza el nivel superior del mismo. La frecuencia de la
descarga se gradúa mediante una llave que regula una toma
conectada a la red de abastecimiento.
Fig. 13.-Cámara dc descarga.
Normalmente se utilizan cámaras con una capacidad de
descarga de 600 litros, que se regulan para que realicen una
descarga diaria.
Estas cámaras se disponen cuando, por tratarse de un tramo
de cabecera o de un tramo con una pendiente muy pequeña,
existan sospechas de que puedan producirse depósitos.
2.4.4.
Sifones
Cuando el trazado de un colector deba salvar un punto bajo,
se proyecta lo que se denomina un sifón invertido. Este elemento
supone una excepción en la red de saneamiento, pues ésta
funciona en lámina libre (sin llenar la conducción), mientras que
en el caso del sifón resulta necesario que la conducción entre en
carga ( sección llena) para poder salvar el obstáculo.
^5
En ocasiones, como en la figura adjunta, se prolonga la parte
central del sifón para facilitar la limpieza.
Los sifones originan con frecuencia problemas de mantenimiento, por lo que sólo deben proyectarse cuando no sea posible
otra solución.
Fig. 14.-sifón.
2.4.5.
Bombeos
Anteriormente se ha indicado que debe evitarse, en la medida
de lo posible, bombear las aguas residuales; aun así se presentan
ocasiones en que resulta imprescindible bombear al menos una
parte de las mismas. Es el caso típico de muchas poblaciones
costeras en las que el punto de recogida final de parte de la red
se encuentra situado a cota más baja que la estación depuradora.
En el diseño de una estación de bombeo deben tenerse en
cuenta los siguientes aspectos:
1.°) Las aguas residuales contienen en ocasiones elementos
sólidos (papeles, trapos, etc.) que será necesario eliminar para
Ifi
evitar daños a los equipos de bombeo; por ello debe colocarsc
al menos una rejilla de barras con una separación entre ellas dc
3 cm.
Fig. I5.-F.staci^n de humbco.
2.°) Se proyectará un depósito en el que se reciban las aguas
residuales desde el que se bombean.
Las bombas pueden ser sumergidas o pueden estar instaladas
en una cámara separada del depósito de aguas residuales por
una pared.
3.°) E1 arranque y parada de las bombas se activan mediante diversos mecanismos (que pueden ser de flotador) que paran
la bomba cuando el nivel llega a un mínimo y la arrancan
cuando llega a un máximo.
4.°) El depósito no debe ser demasiado grande para que no
se prescnten fenómenos de putrefacción, ni demasiado pequeño
para evitar continuos arranques y paradas en las bombas.
^^
5.°) Debe instalarse un grupo electrógeno capaz dc asegurar
el servicio en caso de interrupción del suministro eléctrico.
2.4.6.
Acometidas domiciliarias
Las acometidas domiciliarias son los elementos que conectan
el saneamiento de cada vivienda con el colector o alcantarilla
más cercano. Las acometidas pueden ser de muy diversos tipos,
pero en cualquier caso es recomendable que cumplan las siguientes condiciones:
Fig. 16.-Acometida domiciliaria.
- Existencia de una arqueta de acometida adosada a cada
vivienda en la salida de la tubería de saneamiento de la vivienda.
La arqueta tendrá unas dimensiones de 0,40 x 0,40 m.
- La tubería que saliendo de la arqueta citada anteriormente entronque con el colector tendrá un diámetro de 15 cm y una
pendiente mínima de 20 %o. E1 entronque con la conducción
principal debe realizarse mediante una pieza especial (por ejemplo, una pieza en T) siempre que sea posible; en caso contrario
el entronque se recubrirá con un macizo de hormigón en masa
de 30 cm de longitud.
1R
Siempre. que existan pozos de registro cercanos, las acometi
das domiciliarias se conectarán a ellos en vez de hacerlo directa
mente a la alcantarilla.
2.4.7.
Sumideros
Los sumideros son elementos que recogen el agua de ]luvia o
de riego de las calles y la conducen a la red. Están constituidos
normalmente por una boca de admisión y un pequeño pozo para
retcnción de sólidos; en ocasiones la conexión con la red sc hace
mediante un cierre hidráulico para evitar los malos olores.
En los casos a que se refiere este manual, la escasa superficie
de las zonas pavimentadas hace que el agua superficial circulc
muy cargada de arenas; ello podría obligar a la necesidad dc
una limpieza continua de los sumideros, por lo que su instalación debe hacerse con sumo cuidado.
3.
3.1 .
DEPURACION DE LAS AGUAS RESIDUALES
Planteamiento del problema
La naturaleza posee sus propios medios de depuración, pero
el constante crecimiento de las aglomeraciones humanas ha
originado un desequilibrio entre el volumen de vertidos y la
capacidad natural de autodepuración, inutilizando totalmente
para el aprovechamiento humano muchos de nuestros cursos de
agua. Ello obliga a la adopción de medidas para mejorar la
calidad de los vertidos, procediendo a su depuración.
En los apartados siguientes se describen los elementos técnicos de depuración que son aplicables a los casos de pequeños
núcleos. Debe destacarse que, en los casos que nos ocupan, se
trata de comunidades de recursos económicos muy escasos para
hacer frente a la construcción y, sobre todo, al mantenimiento
de estaciones depuradoras de manejo complicado. Por esta
razón, en la elección de la solución debe tenderse a la adopción
de los métodos más sencillos de entre los que se consideren
adecuados.
^y
COMPOSICION TIPICA DE AGUAS RESIDUALES DOMESTICAS
NO TRATADAS
(Todos los valores excepto los sólidos sedimentables se expresan en mg/1)
Concentración
Constituyente
Fuerte
Media
Débil
Sólidos totales ...................................................
Disueltos totales ............................................
Fijos ...........................................................
Volátiles .....................................................
En suspensión totales ...................................
Fijos ...........................................................
Volátiles .....................................................
Sólidos sedimentables, ml/1 ..............................
Demanda bioquímica de oxígeno, a 5 días y a
20 °C (DBOS a 20 °C) ..................................
Carbono orgánico total (COT) .......................
1.200
850
525
325
350
75
275
220
720
500
300
200
220
55
165
10
350
250
145
]OS
100
20
80
5
400
290
220
160
1 10
80
Demanda quimica de oxígeno (DQO) ...........
1.000
500
250
Nitrógeno (to[al como N) : ..............................
Orgánico ........................................................
Amoniaco libre .............................................
85
35
50
40
15
25
20
8
12
Nitritos ...........................................................
Nitratos ..........................................................
0
0
0
0
0
0
Fósforo (total como P) ................................
Orgánico ........................................................
15
5
8
3
4
l
Inorgánico .....................................................
10
5
3
Cloruros* .......................................................
Alcalinidad (como CaC03)* .......................
Grasa .............................................................
]00
200
150
50
100
100
30
50
50
' Los valores deberian incrementarse en la cantidad correspondiente contenida en el agua de suministro.
3.2.
Características de las aguas residuales domésticas
Las aguas residuales domésticas contienen grandes cantidades de materia orgánica, y en ellas se encuentran un gran
número de microorganismos, algunos de ellos capaces de originar graves enfermedades. En ocasiones pueden producirse fenómenos de putrefacción que originan productos molestos e, incluso, peligrosos.
Los microorganismos que contienen las aguas residuales se
clasifican en tres grupos:
zo
- Aerobios, que únicamente pueden vivir en presencia de
oxígeno.
- Anaerobios, que viven fuera del contacto con el oxígeno.
- Facultativos, que pueden vivir en ambas condiciones.
3.3.
Limitaciones a los vertidos en la red
No todas las aguas residuales son susceptibles de ser incorporadas a la red de saneamiento y ser tratadas en estaciones
depuradoras concebidas básicamente para tratar aguas residuales domésticas. Determinados vertidos industriales contiencn
sustancias que alteran el funcionamiento de las estaciones depuradoras hasta hacerlas completamente inoperantes. Estas sustancias constituyen lo que se conoce con el nombre de «contaminantes incompatibles» con el sistema de saneamiento y depuración.
Es preciso, por tanto, imponer limitaciones a los vertidos y
obligar a los productores de contaminantes incompatibles a
establecer su propia depuración. Particularmente deben imponerse fuertes restricciones al vertido de metales tóxicos (entre
éstos, el Reglamento del Dominio Público Hidráulico presta
especial atención a los compuestos de mercurio y cadmio).
3.4.
Indicadores
Dado que las aguas residuales tienen una composición relativamente homogénea, se suelen caracterizar por medio de alguno
de sus parámetros más relevantes que denominamos indicadores; a continuación se incluyen los cuatro más habituales, aunque normalmente nos referiremos a los dos primeros:
a) Sólidos en suspensíón. Comprenden todos los sólidos de
naturaleza orgánica e inorgánica contenidos en las aguas residuales. Se miden en miligramos por litro (mg/1).
b) Dernanda bioquímica de oxígena Es la cantidad de
oxígeno necesaria para asegurar la oxidación por vía biológica
dc la materia orgánica biodcgradable contenida en las aguas
residuales. Se mide en miligramos por litro (mg/1).
^^
Es habitual medir la demanda bioquímica de oxígeno a los
cinco días (DBOS), que es la cantidad de oxígeno necesaria para
la estabilización (eliminación de la materia orgánica por parte de
los microorganismos, sin producción de malos olores) durante
cinco días a una temperatura de 20 °C. Corresponde aproximadamente a un 70 % de la DBO total.
c) Demanda química de oxígeno. Es la cantidad de oxígeno
necesaria para asegurar por vía química la oxidación de los
compuestos oxidables, bien sean inorgánicos u orgáni ^os, biodegradables o no. Se mide en miligramos por litro (mg/1).
d) Coliforrrtes fecales y totales: Se utilizan como indicadores del número de microorganismos contenidos en el agua. Se
miden en unidades por eada 100 mililitros (ml).
3.5.
Población equivalente
El concepto de población equivalente se utiliza para el diseño
de estaciones depuradoras cuandó las aguas residuales procedan
de vertidos originados por animales. Para ello sc considera un
coeficiente que representa el número de personas que aportarían
la misma cantidad de materia orgánica que el animal considerado.
Hay que advertir que el equivalente de población varía mucho, según la edad y caracteristicas del animal, aun dentro de la
misma especie. La figura n.° 17 da una idea de la materia
orgánica aportada por algunas especies animales comparadas
con el hombre.
3.6.
Tratamientos de las aguas residuales
Los tratamientos de las aguas residuales tienen por objeto
eliminar los contaminantes contenidos en el agua. Hay que
destacar en primer lugar la importancia de que las aguas residuales lleguen a las estaciones depuradoras en estado fresco, ya
que un agua putrefacta contiene productos que perjudican el
proceso de depuración. Pueden distinguirse distintos grados de
tratamientos, que se consideran a continuación:
zZ
Fig. 17.-Equivalcncias de población.
a) Pretratamientos: Están destinados a eliminar los elementos flotantes o arrastrados y aquellos otros que sobrenadan en
las aguas. En particular se eliminan:
- Sólidos de gran tamaño y flotantes.
- Arenas gruesas.
- Grasas.
En este grupo se incluyen instalaciones como rejillas gruesas,
areneros y cámaras de grasa.
b) Tratamientos primarios: Están destinados fundamentalmente a eliminar los sólidos en suspensión. Son, por tanto,
normalmente tratamientos puramente fisicos. Existen otros procedimientos, que no son habituales en los casos que nos ocupan,
23
en que se utilizan reactivos químicos para provocar la floculación, por lo que a estos tratamientos primarios se les suele
denominar tratamientos fisico-químicos.
Con los tratamientos primarios se consiguen buenos porcentajes en la eliminación de los sólidos en suspensión (60-80 %) y
de los coliformes fecales (70-85 %), pero las reducciones del
DBOS y DQO no son grandes (30-50 %).
En este grupo se incluyen básicamente las instalaciones de
decantación.
c) Tratamientos secundarios: Están destinados a eliminar
del agua el mayor porcentaje posible de la contaminación orgánica, y constituyen los tratamientos típicos de ias aguas residuales. Se les suele denominar tratamientos biológicos.
Su fundamento consiste simplemente en aprovechar la capacidad de los microorganismos presentes en el agua para asimilar
y descomponer la materia orgánica, oxidándola y transformándola en productos estables. Este fenómeno se produce espontáneamente en la naturaleza y es lo que se conoce con el nombre
de autodepuraciórr. Los tratamientos biológicos no hacen sino
reproducir este proceso natural de una forma controlada y
acelerada.
Los procesos biológicos se clasifican en dos grupos:
- Procesos aer•obios, que son aquellos que utilizan para la
oxidación de la materia orgánica a los microorganismos aerobios. Estos microorganismos necesitan la presencia de oxígeno
para su desarrollo, por lo que en algunos de estos procesos este
elemento debe ser suministrado artificialmente, con el consiguiente gasto de energía.
Los procesos aerobios no originan productos nocivos o malolientes y son mucho más rápidos que los anaerobios. Los
productos finales son principalmente nitratos, su]fatos y anhídrido carbónico.
Los microorganismos que originan este proceso son bacterias
y protozoos y, en menor medida, hongos y rotíferos.
En los filtros biológicos y las instalaciones de aireación
prolongada se originan procesos aerobios.
- Procesos anaerobios, que son aquellos que utilizan para
24
la fermentación de la materia orgánica a los microorganismos
anaerobios. Estos microorganismos no necesitan de la presencia
de oxígeno para su desarrollo, por lo que en la mayor parte de
estos procesos no existe gasto de energía. Los procesos anaerobios originan productos nocivos y malolientes y son más lentos
que los aerobios.
Los productos finales son principalmente amoniaco, metano,
sulfuros y anhídrido carbónico, produciéndose ácidos orgánicos
y sulfuro de hidrógeno como productos intermedios.
Los microorganismos que originan este proceso son dos tipos
de ba^ terias: las productoras de ácidos y las que originan la
fermentación metánica.
En las fosas sépticas y en las cámaras de digestión de los
tanques de doble etapa se producen procesos anaerobios.
d) Tratamientos terciarios: Algunas de las sustancias que
se encuentran en las aguas residuales no son eliminadas por los
tratamientos primarios y secundarios anteriormente citados. Se
trata de nutrientes (nitratos y fosfatos), amoniaco, metales pesados y otros, que será necesario eliminar cuando por circunstancias excepcionales (tales como vertidos muy cercanos de captaciones para agua potable, casos de eutrofización declarada u
otros) sea necesario obtener un efluente de calidad extraordinaria. Estos tipos de tratamientos deben considerarse excepcionales en los casos que nos ocupan y, por tanto, no se considerarán,
dejando simplemente constancia de su existencia.
3.7.
Evacuación de efluentes
Una vez finalizado el proceso de depuración, las aguas residuales deben evacuarse. Aunque a veces las aguas se infiltran en
el terreno, lo normal es que se incorporen a cursos o masas de
agua.
E1 Reglamento del Dominio Público Hidráulico establece en
su artículo 251:
«En las autorizaciones de vertido se concretará especialmente:
a) Los límites cuantitativos y cualitativos del vertido. Estos
últimos no podrán superar los valores contenidos en la tabla 1
25
del anexo al título IV, salvo en aquellos casos en que la escasa
importancia del efluente permita, justificadamente, un menor
rigor.»
Según la Ley, será, por lo tanto, el Organismo gestor de la
Cuenca Hidrográfica el que, a la vista de las características del
tramo del curso de agua en cuestión, deberá establecer cuáles
son las características que debe de tener el vertido depurado.
Para ello deberán realizarse estudios determinando la capacidad
de autodepuración que tiene cada tramo de río y, por tanto, la
carga contaminante que será capaz de admitir para poder
mantener las condiciones de vida en el mismo.
Según la legislación vigente, los titulares de los vertidos
deberán satisfacer un canon en función de la capacidad contaminante de su vertido. EI canon a abonar aumenta según que los
valores de los contaminantes del vertido superen los valores de
tres niveles que se establecen en el Reglamento del Dominio
Público Hidráulico.
3.8.
Elementos que constituyen los sistemas de
depuración
Existe una gran variedad en la tipología de los elementos que
constituyen los sistemas de depuración, sobre todo en los que se
refieren a tratamientos terciarios de efluentes de características
muy específicas. En este apartado se describen los elementos
que habitualmente constituyen los sistemas de depuración de
aguas residuales domésticas.
3.8.1.
Rejillas
Las rejillas utilizadas normalmente consisten en barras separadas unos 4 cm, que se disponen normalmente inclinadas.
Están destinadas a retener los elementos más voluminosos,
flotantes o arrastrados, y pueden tener limpieza mecánica y
automática, aunque para pequeñas instalaciones la limpieza se
realiza manualmente.
26
Fig. 18.
3.8.2.
Rejilla.
Separador•es de grasas
Los separadores de grasas tienen por objeto separar los
aceites y grasas que pueden perturbarlos procesos de depuración, al revestir de una película las partículas de materia orgánica impidiendo su contacto con el oxígeno.
Fig. 19.-Cámara de grasas.
27
E1 fundamento de la separación está basado en el bajo peso
específico de estas materias, que hace que floten sobre el líquido.
Por ello se debe disponer siempre en la salida un paraespumas
que impida a estas materias pasar a la siguiente fase del proceso.
El tiempo de retención de las aguas residuales en las cámaras
de grasa no debe ser muy alto, para evitar que se inicien en ellas
procesos de putrefacción.
En las pequeñas instalaciones las grasas se retiran manualmente de forma periódica.
3.8.3.
Areneros
Los areneros tienen por misión la decantación de los sólidos
sedimentables más gruesos, del tamaño de la arena.
La sección debe ser tal que la velocidad no supere los 20
cm/seg. y su forma recomendable es la paralelepípeda (simplemente un ensanchamiento en el canal).
A falta de consideraciones particulares se diseñarán de forma
que cumplan la siguiente relación:
3.8.4.
Q
Caudal instantáneo (m3/seg.)
S
Superficie horizontal (mz)
<0,015
Fosas sépticas
Las fosas sépticas consisten simplemente en un depósito
cerrado en el que el tiempo de permanencia de las aguas
residuales es del orden de dos-tres días. Es un sistema de sencilla
construcción y escaso mantenimiento, que se recomienda para
agrupaciones de población inferiores a los 50 habitantes-equivalentes.
En el tiempo en que el efluente está retenido en la fosa se
desarrollan los siguientes procesos:
- Separación de elementos densos, que se decantan en el
fondo, y de elementos ligeros, grasas y aceites ( si no han sido
eliminados anteriormente en una cámara de grasas), que permanecen flotando en la superficie.
28
- Proceso de digestión anaerobia. Este proceso se inicia por
parte de las bacterias anaerobias, que comienzan a actuar
cuando el oxígeno contenido en el agua se agota. En este
momento comienzan a actuar las bacterias productoras de
ácidos y las que originan la fermentación, con desprendimiento
de gas metano.
Las fosas más modernas constan de dos cámaras, separadas
por un tabique. Es importante que las fosas sépticas estén
siempre provistas de una buena ventilación, debido a los productos malolientes e incluso tóxicos que se producen en la fermentación anaerobia.
En una fosa séptica puede obtenerse una eliminación del
75 % de los sólidos sedimentables y del 50 % en la DBOS.
En el caso de que por exigencia de vertido sea preciso obtener
una eliminación mayor que la anteriormente citada será necesario completar este tratamiento con un tratamiento aerobio a
base de filtros biológicos.
La forma y dimensiones de una fosa séptica pueden variar
según las necesidades o el criterio del proyectista. A título de
orientación se incluyen las dimensiones de unas fosas sépticas
tipo.
29
Fig. 2 L-Fosa séptica.
Dimensionea de le foea s óptice
h
e
b
1- 5
6-10
11-15
16-20
21-25
26-30
31-40
150
180
210
230
250
260
290
75
90
105
115
125
130
145
110
55
135
70
160
80
175
90
95
190
195 100
220 110
38
45
53
60
60
65
75
41-50
310
155
235
120
80
c
Fig. 22.-Dimensiones
de una fosa séptica.
3^
i
Población
3.8.5.
Tanques decantadores-digestores
Los tanques decantadores-digestores, llamados también tanques de doble etapa o tanques Imhoff, son instalaciones compactas que combinan la decantación con la digestión anaerobia.
Estos tanques constan básicamente de dos recintos:
- Cámara de decantación, donde se produce la separación,
por una parte, de los elementos flotantes que permanecen en la
superficie y, por otra, de los elementos decantables. Aunque
existen diversos tipos, la característica común es que el fondo
está inclinado, existiendo en él unas aberturas que permiten que
las materias sedimentadas caigan al depósito inferior, donde se
realiza la digestión anaerobia de los fangos.
- Cámara de digestión, donde se depositan los sólidos
sedimentables, que permanecen en el fondo, produciéndose la
digestión por efecto de las bacterias anaerobias.
Fig. 23.-Tanque decantador-diges[or.
En un tanque de este tipa puede obtenerse una eliminación del
65 °/<^ de los sólidos en suspensión y del 40 % de la demanda
bioquímica del oxígeno.
31
En el caso de que por exigencias del vertido sea preciso
obtener una eliminación mayor que la anteriormente citada será
necesario completar este tratamiento con un tratamiento aerobio
a base de filtros biológicos.
Los tanques de doble etapa se diseñan con los siguientes
criterios:
a) Zona de sedimentación:
Caudal (m3/hora)
Carga superficial <1
Superficie de sedimentación (m^)
Tiempo de retención = 90-120 minutos.
Zona de digestión:
b)
Depende del intervalo de vaciado de fangos. La producción
anual de fangos puede estimarse en 0,05 m3/hab.
La forma y dimensiones de un tanque de doble etapa pueden
variar según las necesidades o el criterio del proyectista. A título
de orientación se incluyen las dimensiones de unos tanques de
doble etapa tipo.
.
^
9
Población
a
b
c
d
e
100
150
200
250
300
350
400
235
250
275
300
320
340
350
18
18
18
18
18
18
18
400
425
460
475
500
520
540
100
100
100
100
100
100
100
110
110
110
110
110
110
110
Fig. 24.-Dimensiones de un
tanque decantador-digestor.
32
3.8.6.
Filtros biológicos
Estos elementos consisten básicamente en unos tanques rellenos de un material granular de 3-8 cm de diámetro. Sobre la
superficie de este material se origina una película de aspecto
gelatinoso, que sirve de soporte a las bacterias aerobias que
producen la oxidación de la materia orgánica contenida en el
agua residual.
Cuando los microorganismos crecen, el espesor de la película
aumenta y el oxígeno es consumido sin que llegue a entrar en
todo el espesor de la película, por lo que se originan condiciones
anaerobias que producen el desprendimiento de la película,
generándose a continuación una nueva.
Fig. 25.-Filtro biológico.
Los materiales más adecuados para estos filtros son los que
presentan una mayor superficie específica, como escorias, coque
siderúrgico, rocas volcánicas; también se utilizan materiales
plásticos manufacturados.
El filtro debe estar provisto de un buen sistema de recirculación de aire para mantener las condiciones aerobias; normal-
z^
mente el sistema de ventilación es por tiro natural a contracorriente del líquido, es decir, de abajo hacia arriba.
La profundidad de los filtros suele limitarse a 3 m, debido a
las exigencias de la ventilación, aunque con ventilación forzada
llegan a construirse de mayores profundidades.
Para pequeñas instalaciones suelen disponerse filtros biológicos de baja carga, que se diseñan con los siguientes criterios:
Caudal (m3/hora)
- Carga hidráulica =
<0,2
Superficie (m^)
Cantidad de DBOS (kg/día)
- Carga volúmica =
<0,2
Volumen (m3)
Existen los que se denominan filtros de alta carga, en los que
se hace circular un caudal mayor que el que se ha especificado
anteriormente. En ellos se suele recircular el efluente, que pasa
varias veces por el mismo filtro; estos tipos se emplean en
instalaciones complejas fuera del ámbito que nos ocupa.
El rendimiento de un filtro aumenta al reducir su carga
volúmica, es decir, al aumentar su volumen.
En los filtros de baja carga la película desprendida se encuentra muy mineralizada, lo que permite prescindir de una decantación posterior, lo cual no es posible en los filtros de alta carga.
Un filtro biológico puede aumentar la calidad del efluente
procedente de una fosa séptica o un tanque decantador digestor
hasta obtener una reducción en la DBOS cercana al 90 %.
3.8.7.
Fangos activados
Los fangos activados son la materia orgánica de las aguas
residuales transformadas por los microorganismos aerobios.
Están formados por unos flóculos compuestos por materia
orgánica que contiene un gran número de microorganismos,
principalmente baeterias.
Un sistema de fangos activados consta de dos depósitos, uno
Ilamado de aireación y otro de clarificación.
- En el depósito de aireación el agua residual es agitada y
34
aireada por medio de soplantes o turbinas, a la vez que se
añaden fangos de recirculación procedente del tanque de clarificación.
Existen diversas formas de aireación (convencional, graduada, escalonada, mezcla completa, etc.). En el proceso de mezcla
completa, el agua a tratar y el fango de retorno se mezclan
uniformemente en el tanque. La aireación prolongada es un
proceso de mezcla completa con un tiempo de retención y una
edad de los fangos alta; también se le conoce con el nombre de
oxidáción total, y es el sistema que normalmente se utiliza para
las pequeñas instalaciones objeto de esta pubiicación.
El proceso de fangos activados da lugar a la formación de
flóculos aptos para una sedimentación, a la vez que, por efecto
de la rápida multiplicación de las bacterias que se desarrollan
debido a la abundante presencia del oxígeno, se consigue una
importante oxidación de la materia orgánica y su transformación en productos inorgánicos, principalmente nitritos y nitratos.
- De] depósito de aireación el agua pasa a un depósito
clarificador, en el que se produce una decantación de los flóculos, de los que parte se recirculan al depósito de aireación. Los
fangos no recirculados se extraen con una periodicidad del
orden de 20 días, dependiendo del tipo de instalación.
El rendimiento de una depuradora de aireación prolongada
puede alcanzar el 95 por 100 de eliminación de los sólidos en
suspensión y de la demanda bioquímica de oxígeno.
COMO FUNCIONA UNA PLANTA DE AIREACION PROLONGADA
EI agua circula así:
Fig. 26.
.i$
EI agua residual entra en el compartimiento de aireación, a]a vez que se inyecta
aire para agitar la mezcla y proporcionar el oxígeno necesario para el desarrollo y
actividad de las bacterias aerobias que se alimentan de la materia orgánica del agua
residual.
Fig. 27.
EI agua cargada de flóculos de fango activado cargados de bacterias entra en el
compartimiento de decantación, donde éstos caen al fondo, quedando en superficie cl
agua depurada que sale al exterior.
Fig. 28.
EI proceso se realiza de forma continua, de forma que el agua residual entra por
un extremo y sale depurada por el otro.
Los fangos circulan así:
Fig. 29.
Los fangos decantados se recirculan al compartimiento de aireación, con objeto de
mantener una importante población bacteriana capaz de oxidar la materia orgánica
del agua residual.
Fig. 30.
Los fangos en exceso son evacuados de cuando en cuando para no sobrepasar la
capacidad admisible de fangos en el compartimiento de aireación.
36
RESUMEN
Fig. 31.
3.8.8.
Sistemas de infiltración en el terreno
En ocasiones, el efluente procedente de un tratamiento primario puede infiltrarse en el terreno en una extensión suficiente
para que la depuración llegue a su término medi^nte un proceso
aerobio que se produce en el mismo terreno.
Ello se logra mediante las zanjas y pozos filtrantes.
3.8.9.
Zanjas filtrantes
Las zanjas filtrantes están formadas por tubos perforados que
se introducen en una zanja de unas dimensiones de 70 cm de
anchura por 100 cm de profundidad y se rellena con grava de
un tamaño entre 2 y 5 cm.
La longitud de los drenes varía, según la permeabilidad del
terreno, entre 5 y 15 metros lineales por habitante.
Suelen proyectarse cuando se dispone de terreno suficiente, o
cuando el nivel freático es muy alto y no se pueden proyectar
pozos filtrantes.
3.8.10.
Pozos frltrantes
Los pozos filtrantes son pozos cuyas paredes tienen huecos
suficientes para permitir el paso del agua. Se suelen disponer con
un relleno perimetral externo de grava. Se proyecta cuando
37
Fig. 32.-Zanjas filtrantes.
Fig. 33.-Pozos filtrantes.
^ó
existen pocas disponibilidades de terreno. No deben proyectarse
en zonas cuyo alto nivel freático impida la infiltración en el
terreno.
La superficie filtrante del pozo varía, según la permeabilidad
del terreno, entre 0,60 y 1 mz por habitante.
3.9.
Propuesta de soluciones
3.9.1.
Pequeños núcleos rurales
A la hora de recomendar una solución para la depuración de
las aguas residuales en pequeños núcleos debe tenerse en cuenta
la escasa capacidad económica y organizativa de estas comunidades. Ello condena, en general, a la más absoluta ineficacia
cua/quier siste^na que impllque gastos de mante^zi^niento ^^ dedicación de perso^ral.
Por lo tanto, se propone que la depuración sea abordada en
base a los siguicntes sistemas:
I.°) Un tratamiento en primera fase a base de fosas sépticas
o tanques decantadores digestores.
Con este tipo de tratamiento puede obtenerse una reducción
del 60 ^%> en los sólidos sedimentables y de un 40 % en la
demanda bioquímica de oxígeno.
2.") Un tratamiento en segunda fase, en el que las aguas
procedentes dcl tratamiento anterior son circuladas por un filtro
biológico. En el conjunto de ambas operaciones puede obtenerse
una eliminación del 85-90 % de la demanda bioquímica de
oxígeno y prácticamente la eliminación total de los sólidos en
suspensión.
Puede darse el caso dc aguas que tengan una demanda
bioquímica de oxígeno muy alta, bien porquc se han introducido
en ellas grandes cantidades de materia orgánica ( por ejemplo,
vertidos de estabulación), o porque la dotación de agua sea muy
baja.
Si en estos casos se desea rebajar los valores de la demanda
bioquímica de oxígcno deberá sobredimensionarse el filtro biológico para lograr el máximo rendimiento posible.
39
3.9.2.
Saneamiejtto i^tdi^^idual
Existen situaciones en que será preciso recurrir a sistemas de
depuración que traten las aguas de una sola vivienda o de un
grupo reducido de ellas.
Las soluciones individuales no difieren básicamente de las que
se han descrito anteriormente. En la actualidad se comercializan
estaciones depuradoras compactas de diversos tipos, de fácil
instalación.
La solución recomendada para cl caso del saneamiento individual es:
- Fosa séptica individual seguida de infiltración del terreno.
- Fosa séptica individual seguida de filtro biológico cuando
la infiltración no sea posible y el agua deba verterse a un cauce
al aire libre. Con este procedimiento puede obtenerse una eliminación del 85 % de la demanda bioquímica de oxígeno.
Fig. ±-l.-F^osa septica indi^idual.
40
CONSIDERACIONES PARTICULARES SOBRE EL
PROBLEMA DE LOS VERTIDOS DE ESTABULACION
4.
4.1 .
Planteamiento del problema
EI estiércol del ganado es un material normalmente utilizado
para el abonado de los cultivos, por lo que debe almacenarse, sin
que por ello scan admisibles escurrimientos y vertidos a vías y
cauces públicos.
La producción diaria de estiércol de un animal vacuno es del
orden del 6,5 % de su peso vivo.
Se considera que una hectárea de pradera puede mantener
entre dos y tres cabezas de ganado vacuno y quc debe abonarse
con el estiércol producido por la misma población que se
alimenta de ella. Por lo tanto, la ganadería vinculada a la
explotación del suelo no produce grandes cantidades de estiércol
en exceso y su problema es únicamente de almacenamiento.
La ganadería intensiva, por el contrario, produce un exceso
de estiércol que podrá utilizarse como fertilizante en cultivos no
relacionados con la ganadería o ser eliminados por otros
medios.
4.2.
Tipos de estercoleros
Existen dos formas básicas de almacenar el estiércol producido en una explotación ganadera, dependiendo del tipo de instalación y del manejo posterior del estiércol.
1) Sistemas de manejo separado de sólidos y líquidos. El
estiércol se almacena de forma que los líquidos escurran hacia
la fosa de p^,^rín.
La superficie necesaria de un estercolero de este tipo, suponiendo una altura de almacenamiento de 2 m, será:
- 3 m'- por cabeza de ganado vacuno mayor.
- 1,5 m2 por cabeza de ganado vacuno de cría.
La capacidad de la fosa de purín dependerá de la frecuencia
41
con que se vacía esta fosa y de los sistemas de limpieza del
establo, pudiendo considerarse un valor de 100 litros por m'
de almacenamiento de estiércol sólido.
Fig. 35.-Estercolcro con manejo separado de sólidos y Gyuidos.
2) Sistemas de manejo de estiércol fluido. La mayor parte
de los establos modernos han dejado de utilizar la clásica
«cama» de paja, con lo que los excrementos se mezclan con los
orines y el agua de limpieza para formar el estiércol fluido.
Este estiércol puede conducirse por canaletas y almacenarse
en fosas, de donde se retira para su utilización como fertilizante.
42
La capacidad de las fosas es de 1,5 m; por cabeza de ganado
mayor y por cada mes que el estiércol permanezca almacenado.
Fig. 3h.-Estcrcolcro con mancjo dc
cstiércol fluido.
Fig. 37.-Estcr^olcro con mancjo dc
cstiércol fluido. Jetalle de canaleta.
43
4.3.
Problemas de la depuración de vertidos de
estabulación
Los problemas relacionados con la depuración de los vertidos
procedentes de la estabulación se concretan en dos aspectos
fundamentales:
1.°) Una elevada carga contaminante, que supone que una
cabeza de vacuno tenga una equivalencia media de ocho personas. Para dar una idea se comparan las características de los
vertidos humanos con los animales, donde puede apreciarse la
alta concentración de los vertidos animales.
Humano .............
Cerdo ..................
Vacuno ...............
DBOS(gr/ud, día)
DOTACION (1/dia)
50-60
200
400-600
150-250 (total)
I 5-30 (bebida y lavado)
90-110 (bebida y lavado)
Por lo tanto, las aguas de vertidos de estabulación estarán
mucho más concentradas, pudiendo llegar a tener una demanda
bioquímica de oxígeno DBOS de hasta 4.000 mg/l, dependiendo
del grado de aprovechamiento del estiércol que tenga la instalación.
2.°) Un gran porcentaje de elementos flotantes. Estos pueden recogerse en una cámara de grasas especialmente dispuesta
para ello o en las zonas destinadas al almacenaje de flotantes en
las fosas sépticas o los tanques de doble etapa. En cualquier
caso, es recomendable dimensionar con amplitud tales zonas de
retención, además de proceder a una frecuente retirada del
material flotante.
El exceso de elementos flotantes es particularmente nocivo en
las plantas de fangos activados, en donde pueden causar graves
inconvenientes.
4.4.
Propuesta de actuación
Las actuaciones destinadas a eliminar los vertidos incontrolados de estabulación se concretan en los siguientes grupos de
medidas.
44
4.4.1.
Estercoleros
Adopción de medidas para la mejora de las características de
los estercoleros, de forma que éstos tengan condiciones adecuadas de estanquidad y no originen vertidos ni a los cauces y vías
públicas ni al subsuelo.
4.4.2.
Depuración individual de efluentes de estabulación
Según se ha indicado en el apartado 6.3, la normativa admite
la sustitución de vinculación de terreno por la instalación de
estaciones que depuren los vertidos de estabulación.
La depuración de los efluentes de estabulación es posible
utilizando el mismo tipo de medios que se han descrito para el
tratamiento de vertidos domésticos. El principal inconveniente
es, como se ha dicho, el volumen excesivo de sólidos flotantes
contenido en las heces del ganado. El porcentaje de tales flotantes depende de la clase de ganado y de su alimentación.
En el diseño de una estación de depuración de vertidos de
estabulación deben tenerse en cuenta los siguientes criterios:
- La paja procedente de las camas o la que se caiga de los
corredores no deben tener acceso a la estación depuradora.
- Debe diseñarse una cámara de retención de flotantes
(cámara de grasas), desde donde puedan ser eliminados con
cierta frecuencia.
- La zona de las fosas sépticas o de los tanques de doble
etapa destinados al almacenaje de flotantes será ampliamente
sobredimensionada, y los flotantes en exceso se retirarán con
regularidad.
- Dado que la demanda bíoquímica de oxígeno es muy
elevada, se recomienda que los filtros biológicos sean de baja
carga para obtener el máximo rendimiento posible.
En cualquier caso debe tenerse en cuenta que los residuos
sólidos no deben ser objeto de depuración biológica, por lo que
ésta debe limitarse al tratamiento de los purines o el estiércol
líquido que no desee conservarse para ser utilizado en el abonado de los campos.
45
La eliminación del estiércol sólido que no vaya a ser utilizado
como abono deberá realizarse en vertederos controlados de
residuos sólidos.
4.4.3.
Vertidos de estabulación a la red de saneamiento
Es absolutamente necesaria la prohibición de los vertidos de
efluentes de estabulación no depurados a las redes municipales.
En cuanto al grado de depuración exigible a los vertidos
ganaderos, el objetivo es conseguir que sea el mismo que se
exige para la depuración de las aguas residuales domésticas.
5.
5.1 .
COSTES DE SANEAMIENTO Y DEPURACION
Costes de saneamiento
Para obtener unos costes fiables del sistema de saneamiento
de un determinado núcleo deberá realizarse el correspondiente
proyecto de construcción. Las diferencias topográficas, de den-
CO_STE M__EDIO DE LA RED DE SANÉAMÍÉÑTO
v^EN^P^bUEÑ^S NUCLÉáS RURALE^
^"`_ °---
^^^,^/• •I•
/•I.L^.^r^.^^u^^ui^i
^
■ i^^nn^uuu^ ■ i^^ ■ ^
^^^
V/V/ENDAS
GRAFICO N.° 1
46
.
sídad y disposición de las edificaciones, usos del suelo, etc.,
hacen que núcleos de la misma población precisen sistemas
cuyo coste sea muy distinto.
A título de ejemplo, en el gráfico n.° 1 se indican unas curvas
que representan el coste medio de la red de saneamicnto en
pequeños núcleos rurales del Principado de Asturias, en función
de la densidad de población. Se ha utilizado la terminología
contenida en las « Normas Urbanísticas Regionales en el Medio
Rural» de la Consejería de Ordenación del Territorio, Vivienda
y Medio Ambiente del Principado de Asturias, donde se denomina:
a) Núcleo rural denso. Cuya densidad de población oscila
entre 6 y 9 viviendas por ha con una distancia entre edificacio
nes de 10 a 50 m.
b) Núcleo rural medio. La densidad de población oscila
entre 3 y 6 viviendas por ha y la distancia entre edificaciones de
30 a 70 m.
c) Núcleo rural disperso. Con una densidad de población
inferior a las 3 viviendas por ha y la distancia entre edificaciones
de 50 a 100 m.
Los costes reflejados corresponden al año 1987.
5.2.
Costes de depuración
Para diseñar una estación de depuración debe tenerse en
cuenta el número de habitantes-equivalentes, que determina la
cantidad de materia orgánica y la dotación de agua por habitan
te-equivalente.
Como dotaciones se han considerado los siguientes valores:
Personas ...........................................................
Vacuno .............................................................
Cerdos ..............................................................
250 litros/día
100 litros/día
30 litros/día
En cuanto a la obtención de los habitantes-equivalentes se
han tenido en cuenta las siguientes premisas:
47
a) Tal como se recogía en el apartado 4.3, las normas
regionales prohíben el vertido de efluentes ganaderos a las redes
municipales si éstas no están depuradas.
b) Es un hecho que gran parte de los residuos son almacenados por los ganaderos para su utilización como abono.
A pesar de lo anterior se ha considerado que una cierta parte
de capacidad contaminante de los residuos ganaderos podría ser
admitida en la red, porque la normativa no llegue a exigir una
depuración completa, al menos en una primera fase. Por lo
tanto, se han considerado unos coeficientes de equivalencia
inferiores a los que se especifican en el apartado 3.5 y que tienen
los siguientes valores:
2,50
Vacuno .............................................................................
0,75
Cerdos ..............................................................................
Los costes de la depuración a que se refiere el gráfico n.° 2 se
han obtenido mediante un sondeo de los precios de mercado de
las distintas patentes y se basan en sistemas a base de tanques
decantadores digestores seguidos de filtros biológicos.
Los costes ref7ejados corresponden al año 1987.
COSTE DE LA DEPURAQORg
TANOUE.LI^ DOBLÉ_ETAPA__-F/LTRO BIOLOGIC^
P}S^HAB.-EOUIVALENTES
^ ^O ^ •^ ^ HAB/TANTES O°EOU/VALENTES ^ ^ ^ ^ ^ ^
GRAFICO N.° 2
48
5.3.
Ejemplos
A continuación se presentan unos ejemplos reales dc núcleos
rurales de distintas características del Principado de Asturias en
los que se han analizado el trazado de la red de saneamiento y
la evaluación aproximada de los costes del saneamiento y la
depuración. Es evidente que los trazados de los ejemplos no
serán directamente aplicables a otros núcleos, y que en cada
caso debe estudiarse cl problema de forma individual, por lo que
los ejemplos únicamente pretenden familiarizar al lector con los
criterios de diseño de redes de saneamiento y con los órdenes de
magnitud de las inversiones a realizar. Los costes corresponden
al año 1987.
5.3.1.
Ejemplo n." I
Este núcleo corresponde a la tipología dc núcleo rural denso,
con una densidad de edificación del orden de 8 viviendas por
hectárea. Tiene una población de 97 habitantes y un censo
ganadero de 14 vacas y 10 cerdos. No presenta, por tanto, una
actividad ganadera importante.
El núcleo se asienta sobre una pequeña plataforma cruzada
por una carretera sensiblemente horizontal. Las edificaciones de
este núcleo se agrupan alrededor de dos vías principales:
- La carretera que cruza el pueblo sobre la que se sitúan
dos agrupaciones: una de ellas, ladera arriba de la carretera, y
otra, ladera abajo.
- El camino que partiendo de la carretera se dirige ladera
abajo.
Para recoger las aguas de estas tres agrupaciones de viviendas se han proyectado dos colectores:
- EI primero, denominado A, discurre paralelamente a la
carretera, recogiendo las aguas residuales de las viviendas de la
agrupación ladera abajo de la carretera cuyo frente da a la
misma; con^cinúa rodeando al pueblo por la zona baja para
conectar con el colector B que se cita a continuación.
49
Una alcantarilla denominada C recoge las aguas de la agrupación de viviendas situada ladera arriba de la carretera y las
conduce al colector A.
- EI segundo, denominado B, discurre por el camino que
parte de la carretera ladera abajo, recogiendo las aguas residuales de las casas que se agrupan sobre este camino para enlazar
con el citado anteriormente en el punto en que se situará la
estación depuradora.
Fig. 38.
Representación esyucmática de la red de saneamiento dcl caso n.° 1.
Fig. 39.-Esyuema de la estación depuradora.
So
La red es separativa, debido a la escasez de zonas pavimentadas y a la existencia de pendientes tales que configuran un buen
drenaje natural de las aguas pluviales.
En las cabeceras de las conducciones más importantes se han
dispuesto cámaras de descarga automática.
La estación depuradora estará formada por un tanque de
doble etapa y un filtro biológico.
PRESUPUESTO APROXIMADO DEL EJEMPLO N.° 1
Coste . de la estación depuradora
La estación depuradora se diseñará para una población
equivalente de:
Personas ................................................... 97 x 1,00 = 97,00
Vacas ........................................................ 14 x 2,50 = 35,00
7,50
Cerdos ...................................................... 10 x 0,75 =
Habitantes-equivalentes ............................................
139,50
Ello supone un coste de 8.150 pta por habitante-equivalente.
Coste total de la depuración 139,50 x 8.150 = 1.136.925 pta
Coste del saneamiento
^
Se ha estimado que se dará servicio a 34 viviendas habitables,
lo que según el gráfico del Artículo 7.1 supondrá un coste de]
orden de 147.000,00 pta por vivienda, lo que supone un coste
total del saneamiento de:
34 x 147.000 = 4.998.000 pta.
El coste total del saneamiento y depuración será:
Pesetas
Coste de la depuración ...................................
Coste del saneamiento .....................................
1.136.925,00
4.998.000,00
Coste toral de ejecución material ..................
22 % de Contrata ............................................
6.134.925,00
1.349.683,50
Total saneamiento y depuración ....................
7.484.608,50
51
250
LEYENDA
^1h
^
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, rr^ _.
^
150-
COLECTOR
ALCANTARILLA
POZO OE REGISTRO
CAMARA DE DESCARGA
ESTACION OEPURADORA
VIVIENDA
CUADRA 0 ALMACEN
VIVIENDA CON CUADRA
HORREO
RIO
CURVA DE NIVEL
CAMINO O CARRETERA
\
^
^
^
0^ .^•^-.^--`^
RED DE SANEAMIENTO
EJEMPLO N.° 1
5.3.2.
Ejemplo n.° 2
Este núcleo corresponde a la tipología de núcleo rural denso,
con una densidad de edificación superior a 15 viviendas por
hectárea. Tiene una población de 169 habitantes y un censo
ganadero de 230 vacas y 20 cerdos. Se trata de un núcleo de
montaña con una economía básicamente ganadera.
El núcleo se asienta sobre una ladera y las viviendas se
agrupan sobre el camino central, cuya cota es más alta en el
centro del pueblo que en sus extremos, lo que ha impedido
disponer un colector que recoja todas las aguas en el punto más
bajo; ello ha obligado a recoger las aguas residuales en dos
puntos, mediante dos colectores denominados A y B. Las aguas
de la mitad norte del núcleo se recogen en el extremo norte, que
es la cota más baja de esta mitad. Las aguas de la mitad sur se
recogen en el punto más bajo de esta mitad. De estos dos puntos
de recogida los colectores principales continúan hasta su conexión en las inmediaciones de la estación depuradora, que se
encuentra situada en las cercanías del arroyo. Tres alcantarillas,
denominadas C, D y E, que desaguan a los colectores principales completan el esquema.
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Fig. 40.-Representación esquemática de la red de saneamiento del caso n.° 2.
54
: a rl
La red e ^ separativa debido a la ausencia de zonas pavimentadas extensas y a la existencia de pendientes muy fuertes que
configuran un buen drenaje natural de las aguas pluviales.
En las cabeceras de las conducciones más importantes se han
dispuesto cámaras de descarga automática.
La estación depuradora estará formada por dos tanques de
doble etapa y dos filtros biológicos.
Fig. 41.-Esquema de la estación depuradora.
PRESUPUESTO APROXIMADO DEL EJEMPLO 1V.° 2
Coste de la estación depuradora
La estación depuradora se diseñará para una población
equivalente de:
Personas ...............................................
169 x 1,00 = 169,00
Vacas .................................................... 230 x 2,50 = 575,00
Cerdos ..................................................
20 x 0,75 = 13,00
Habitantes-equivalentes ...........................................
759 , 00
Ello supone un coste de 6.500 pta por habitante-equivalente.
Coste total de la depuración 759 x 6.500 = 4.933.500 pta.
Coste del saneamiento
Se ha estimado que se dará servicio a 83 viviendas habitables,
lo que según el gráfico del Artículo 5.1 supondrá un coste del
55
COLECTOR
ALCANTARILLA
POZO DE REGISTRO
CAMARA DE DESCARGA
ESTACION DEPURADORA
RED DE SANEAMIENTO
EJEMPLO N.° 2
orden de 95.000 pta por vivienda, lo que supone un coste total
del saneamiento de:
83 x 95.000 = 7.885.000 pta.
El coste total del saneamiento y depuración será:
Pesetas
Coste de la depuración ......................................
Coste del saneamiento ........................................
4.933.500
7.885.000
Coste total de ejecución material ......................
22 % de Contrata ...............................................
12.818.500
2.820.070
Total saneamiento y depuración .......................
15.638.570
NOTA: Todos los datos de presupuestos sólo son válidos para 1987.
58
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